10kV架空线路雷击断线的实用解决方案

白枫

摘要：10kV架空线路雷击事故中，雷击断线事故是最为严重的事故之一。本文防雷方案采用以避雷线为主保护，防雷绝缘子或线路过电压保护器为后备保护。通过架空地线、防雷绝缘子或线路过电压保护器将直击地线或绕击、反击导线的雷电流就地引入大地，减少雷电流影响范围及雷电过电压范围，以解决线路防雷问题。

关键词：10kV架空线路;雷击断线;防雷

引言

雷击是造成10kV配电线路运行可靠性大幅下降的重要影响因素，通过对10kV配电线路进行防雷技术研究，减少配电设备雷击和损坏率的措施有：更换绝缘子提高配电线路绝缘水平，以降低雷击闪络率;在绝缘薄弱点安装避雷器进行防护;对10kV配电线路的设计采用自动追踪消弧线圈的接地，以降低建弧率;装设自动重合闸，使断路器跳闸后能自动重合闸，提高配电线路耐雷水平。

1 10KV配电变压器雷电防护标准

做好配电变压器的雷电防护，降低变压器遭雷击损坏的风险，对配电网的安全、稳定运行有突出意义。按照GB/T50064-2014《交流电器装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》的标准，雷电过电压保护设计需要包含线路雷电绕击、雷电侵入波过电压保护等方面的设计，变电站的防雷设计，需要结合变电站的运行经验、地形地貌、该区域现有配电线路以及雷电活动强度等情况，进行计算分析与技术经济比较，遵循差异化原则，确定保护方案。对于10kV配电变压器，目前我国广泛采用Y或者Yn接线方式，按照设计规程的要求，除了高压侧装设避雷器，完善的过电压保护方案还应当在低压侧设计避雷器，且合理控制避雷器与变压器的距离。在过电压保护操作中，有不少配电变压器的低压侧并没有避雷器的保护，这无疑影响了雷电防护效果;而高低压侧均装设避雷器的变压器也并未摆脱雷击损坏的威胁，由此可以看出，低压侧装设避雷器的防护效果有效。从避雷器的安装方法看，要确保雷电防护效果，避雷器应当尽量靠近变压器，安装在变压器与高压熔断器之间，接线时宜采用“三位一体”的接地方法。实验结果表明，避雷器与变压器的距离越近，防护的效果越好。

2 10kV配电线路出现雷击原因

雷击主要指的是雷云之间或者通过雷云对于整个地面物体进行辐射放电的一种光学物理自然现象。当10kV配电线路穿越较高建筑物或其他物体时，这些较高的建筑物或其他物体最容易落雷，造成10kV配电线路直击雷的发生。当10kV配电线路逾越河道、湖泊等空阔水体时，水体的导电性质使一条输电线路上可能会有雷云快速聚集，并汇集大量束缚电荷，当雷云在地面上连续进行快速放电后，线路上的特殊束缚电荷被大量激发和迅速释放，造成10kV配电线路感应雷的发生。当10kV配电线路遭遇直击雷或发生感应雷，雷电波便沿着输电线路进入变电站、配电所。如果没有对线路进行防雷保护措施，将会直接造成变电站、配电所的电气设备严重破坏，甚至可能造成重大人员伤亡。

3 10kV架空线路雷击断线的实用解决方案

3.1提高线路绝缘水平

为了有效地解决雷击线路跳闸问题，可以采用加强线路绝缘的方式，这种方式的应用效果比较明显，广泛应用到了实际工程领域中。从具体实施上来看有两个方面，其一是提高绝缘子数量;其二是利用架空绝缘导线、瓷横担等方式直接替换裸导线。相同条件线路雷击绝缘能力水平相同条件下，采用瓷横担可以有效率地降低不同线路受到雷击导致跳闸的概率。提高输电线路的裸绝缘技术水平，可以提高线路在直击雷和感应雷过电压下的防雷性能。参照有关仿真实验数据结果，增强绝缘性，有助于改善在两种过电压情况下的防雷效果。受到雷电过电压的影响，耐雷水平与绝缘子片数存在正相关的关系，在建弧率降低之后有助于减小跳闸事故的发生。研究表明，绝缘子内片的数量直接影响到线路性能高低，一般可以通过线性关系进行描述，增加绝缘子有助于达到更高的耐雷水平，可以将跳闸率控制在较低的水平。

3.2科学的设置接地引下线

10KV配电变压器的外壳和避雷器之间的引下线长度需要缩短，不然会导致电压降增加。在当避雷器和电压降因为雷击而出现的电流叠加时，会给配电变压器绝缘造成损伤。除此之外，还需要相关人员对接地引下线进行卡子的固定，这样能够保障接地引下线深扎在土壤中，结构稳定，与此同时，还需要针对接地极与接地引下线做好防腐蚀的技术处理，并强化接地极和接地引下线的表层抗腐蚀能力，这样既能够保障接地引下线的使用寿命，又能够让其泄流和导流的效果更稳定。

3.3优化配电网接地线保护技术

按照上述的农村配电网络防雷接地保护设置

方法，接地线上的压降会影响配电变压器外壳的电位数值，大大提升电位，从而产生变压器外壳低压侧逆向闪络的情况。为了解决这一问题，技术人员可以将配电变压器外壳与变压器低压侧的中性点联系起来，同时连接避雷器接地，实现三点相连，接入接地体，能够有效提升低压侧电位，避免配电线路变压器设备与低压侧外壳的闪络情况，提升防雷接地保护的综合性能。接地电阻产生的压降，大部分会作用于低压侧绕组上，通过电磁感应调整高压绕组的变压比为25，控制高压侧两端的冲击电压在625kV左右。考虑到高压侧出线安装避雷器，且出线端电压会受到避雷器限制的情况，其产生的冲击高压电压会沿着高压绕组分布，在尾端达到最高数值，击穿中性点附近绝缘，甚至会击穿高压绕组层间绝缘体，从而损坏配电变压器。为了解决这一问题，技术人员需要将配电变压器设备安装于高压侧，设置高压避雷器;还需要设置低压避雷器，装设一组三只FS-0.22型避雷器，这样低压侧避雷器不仅能够在雷电经过低压架空线路过程中起到避雷保护的作用，还能够在雷电通过高压架空线路时起到保护作用

结束语

本方案在雷直击避雷线时，可将雷电流就地引入大地，不再烧灼导线。雷绕击或反击导线时，通过防雷绝缘子或线路过电压保护器将雷电流就地引入大地，并减少线路断路器雷击跳闸概率。通过此两道防护，减少10kV线路雷击断線或雷击跳闸概率，提升电网安全稳定水平。

参考文献

[1]张逸凡.电力变压器雷击故障诊断及对策[J].河南电力，2019（S2）：31-33.